Kütle ve ağırlık: İkisi arasındaki fark nedir? Şüphelerinizi çözmenize yardımcı olacak fizikçi
Günlük sohbetlerimizde, "kalite" ve "ağırlık" genellikle sorunsuz bir şekilde değiştirilir, ancak cidden, hiçbir şekilde ikiz değildirler. Bilimsel terimlerle "ağırlık" ve "kütle" farklı ve kesin tanımları temsil eder. Öyleyse ... ikisi arasındaki fark nedir?
"Kütle", fiziksel olarak içerilen madde miktarı olarak tanımlanır. "Ağırlık" ise bir kütle nesnesinin yerçekiminin etkisi altında başka bir nesneye uyguladığı kuvveti ifade eder. Kütle, yerçekiminden etkilenmez ve ağırlık, yerçekiminin kendisini temsil eder.
kalite
Kütle, bir nesnenin içerdiği madde miktarı olarak tanımlanır. Ancak maddenin belirsiz tanımından dolayı bu tanım birçok eleştiri aldı. Kaliteyi tanımlamanın daha özlü ve kabul edilen bir yolu, onu tanımlamak için ataleti kullanmaktır.
Eylemsizlik, bir maddenin bir dış kuvvete maruz kaldığında veya hareket halindeyken diğer kuvvetler tarafından engellenmediği sürece hızlanmaya veya hareket etmeye direnme özelliğine işaret eder, aksi takdirde her zaman bu hareket durumunda olacaktır.
Kütle ne kadar büyükse, maddeyi hareket ettirmek veya maddenin yörüngesinde hareket etmesini engellemek o kadar zor olur - daha büyük kayaların itilmesi veya kaldırılması sadece zor olmakla kalmaz, aynı zamanda daha küçük, daha hafif kayalara göre daha fazla kuvvet gerektirir. Hareketini kontrol edin. Standart kütle birimi kilogramdır (Kg).
Kalitenin özel bir özelliği, uzaydaki konumundan bağımsız olarak sabit olmasıdır. Evrensel çekim yasası bize iki nesnenin birbirine çekildiğini ve yerçekiminin kütlesinin ürünü ile orantılı olduğunu söyler. Ancak yerçekiminin kendisi maddenin kalitesini etkilemez. Dünyadaki 60 kg'lık bir şey Mars'ta, Satürn'de veya vasat evrenimizin herhangi bir uzak köşesinde 60 kg ağırlığında olacaktır.
Elbette özel görelilik teorisinin etkisini dikkate almadım.Özel görelilik teorisinde, kütle görelilik hızında veya ışık hızına yakın hareket ettiğinde, fazla madde veya enerjinin artması nedeniyle kütle artma eğilimindedir. Bu konuların derinlemesine incelenmesi bu makalenin kapsamı dışındadır.
ağırlık
Sağduyu, bir nesnenin ağırlığının ağırlığını gösterdiğini kabul eder. Bu nedenle, normal durumlarda ve günlük yaşamda sıklıkla kütle ve ağırlığın eşanlamlı olarak değiştirildiğini görüyoruz. Bununla birlikte, kesin olarak konuşursak, ağırlık, kütle içeren bir nesnenin, yerçekiminin etkisi altında başka bir nesneye uyguladığı kuvveti temsil eder.
Kütle, yerçekiminden etkilenmez ve ağırlık, yer çekiminin kendisinin tezahürüdür. Bir nesnenin başka bir nesneye doğru çekildiği yerçekimi kuvveti miktarıdır. Ağırlık bir kuvvet olduğundan, onu ölçmek için standart birim Newton (N) 'dur. Ayrıca ağırlık, kütlenin yeryüzüne etki ettiği kuvvettir.
G yerçekimi ivmesi
Yukarıdaki sonuç, yerçekimi yasasını Newton'un ikinci hareket yasasına basitleştirir: F = ma. Kütlesi m olan her nesne g ivmesiyle dünyaya doğru düşmeye devam eder. Dünyanın yerçekimine bağlı ivmeyi temsil eder; bu değer 9,8 m2 / s'dir.
Farklı gök cisimlerinin ivmesi farklıdır çünkü gök cisimlerinin kütlesine bağlıdır. Örneğin, ayın yerçekimi ivmesi 1.620 m2 / s'dir. Bu yüzden aydaki bir nesnenin ağırlığı, yeryüzündeki ağırlığın altıda biri kadardır.
Bu nedenle, kütlesi 90 kg olan bir astronot Dünya'da 90x 9.8 = 882 N ağırlığındadır, ancak Ay'da 90x 1.620 = 145.8 N ağırlığındadır. Benzer şekilde, bir nesne Jüpiter veya Satürn gibi daha ağır bir gök cismi üzerine düşerse, ağırlığı çok daha büyük olacaktır.
Dünyadaki ve aydaki astronotların kütle ve ağırlığının hesaplanması
Bu garip deneyde bir astronotun kütlesinin aynı kaldığını hatırlayın (yani 90 kg). Ancak taşıdığı alet olan tartı makinesi farklı değerler gösterdi. Ayda çok yanlış sonuçlar üretecek ... ama neden?
Ağırlıktan kaliteyi nasıl elde ederiz?
Tartı makinesi, bir nesnenin kütlesini ölçmek için kullanılan bir araçtır ve nesnenin yüzeyinde durduğumuzda, dünyanın bize uyguladığı kuvvete karşılık gelen eşit tepki kuvvetini ölçer. Bilimsel anlamda bu kuvvet, destekleyici kuvvet olarak adlandırılır.
Kalite modunun görsel sonucu
Tartım terazileri, dünyanın ürettiği destek kuvvetini ölçer, ancak bu kuvveti 9,8'e bölecek ve yaklaşık bir kütle değeri (m = f / g) verecek şekilde kalibre edilirler.
Bu nedenle Dünya'nın yer çekimine göre kalibre edilmiş bir ölçek taşımak, Mars'ta veya Ay'da yanlış sonuçlar doğuracaktır. Bu mekanizma aynı zamanda onları serbest düşüşte veya uzayda işe yaramaz hale getirir, çünkü serbest düşüş ölçeği bizimki ile aynı hızda düşmeye zorlar; hiçbir destek kuvveti üretilmez ve ibre hareketsiz kalır.
Benzer şekilde, herhangi bir yüzey olmadan boşlukta yüzmek, iğnenin hareketsiz kalmasına ve sıfır konumuna işaret etmesine neden olacaktır. .
Havada, yerde ve uzayda ağırlık
Kaliteyi ölçebilen bir başka araç da kaldıraç dengesidir. Bir kaldıraç terazisinin akıllıca ve son derece basit mekanizması, uzaydaki konumundan bağımsız olarak kütleyi ölçmek için kullanılabilmesidir. Bununla birlikte, ışın dengesi tarafından tanımlanan kalite hala objektif değildir.
Bir bakıma, tartı terazisine benzer şekilde, kaldıraçlı terazinin bilinmeyen kütleyi ancak bilinen bir kütle ile karşılaştırarak bulabileceği sonucuna varılabilir - sabit, bilinen bir kütleye kalibre edilmiştir. Aslında, standart kütle birimi Fransa'da oldukça güvenli bir kasada depolanan bir nesneye göre 1 kilogramdır.
Birkaç bilim adamı, kilogramı tanımlamak ve kütleyi objektif olarak ölçmek için bazı yeni yöntemlerin olasılığını çıkardı. Bu fikirler son derece zor olsa da en büyüleyici şey, bir nesnenin kütlesini oluşturan atomları tek tek hesaplamak ve kütlelerinin aritmetik toplamını elde etmektir!
Öyleyse, bir dahaki sefere küçük sohbete daldığınızda ve birinin şöyle dediğini dinleyin: "90 kilo ağırlığındayım", bilimsel bilginizi neşe için alın, bu yeni öğrendiğiniz bilgiyi bilincinize getirin, derin bir nefes alın, nazik bir gülümsemeyle. , Kulağa ne kadar küçümseyici gelirse gelsin, onları düzeltin. Sonuçta, bilgi bir kişinin verebileceği en büyük armağandır ve aynı zamanda partiden kovulmanıza da tanık olacaktır.
Referans
1. Wikipedia Ansiklopedisi
2. Astronomik terimler
çeviri: Liumo
yazar: Akash Peshin
İlgili herhangi bir içerik ihlali varsa, silmek için lütfen 30 gün içinde yazarla iletişime geçin
Lütfen yeniden basım için yetki alın ve bütünlüğü korumaya ve kaynağı belirtmeye dikkat edin
-
- Fantastik Hikaye: Mineralologların Itokawa asteroidinin toprak örneklerinde ne bulduklarına bakalım?
